壓力變送器( 簡(jiǎn)稱(chēng)壓變) 是汽輪機高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)，正常停機及事故處理的關(guān)鍵閥門(mén)，壓變長(cháng)期運行在比較惡劣的環(huán)境中，閥前處于主蒸汽的高溫、高壓區域，閥后為冷段再熱管道，閥前與閥后運行參數差距較大，當閥門(mén)開(kāi)啟瞬間或者不嚴密時(shí)，閥芯承受高溫高壓蒸汽沖刷，造成閥門(mén)內漏，為減少新蒸汽損失，避免循環(huán)效率下降，機組正 常 運 行 時(shí) 高 旁 轉 換 閥 必 須 具 有 良 好 的 嚴 密性［1］。

 

文中針對某電廠(chǎng) 640 MW 超臨界機組壓變內漏日益嚴重的問(wèn)題展開(kāi)分析，確定了壓變內漏的原因，提出了改造方案并加以實(shí)施，解決了壓變內漏問(wèn)題，提高了機組效率，降低了煤耗，保證了機組安全穩定運行。

 

1 壓力變送器的作用及現狀

1． 1 壓力變送器的主要作用

( 1) 改善機組的啟動(dòng)性能: 機組在各種工況下( 冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)) 用中壓缸啟動(dòng)時(shí)，投入旁路系統控制鍋爐蒸汽溫度使之與汽機汽缸金屬溫度較快地相匹配，從而縮短機組啟動(dòng)時(shí)間和減少蒸汽向空排放，減少汽機循環(huán)壽命損耗，實(shí)現機組的#佳啟動(dòng)。

 

( 2) 機組正常運行時(shí)，高壓旁路裝置具有超壓安全保護的功能: 一旦主蒸汽壓力超過(guò)高壓旁路裝置的設定值，壓力變送器快速開(kāi)啟，并按照機組主蒸汽壓力進(jìn)行自動(dòng)調節，直到恢復正常值。( 3) 回收工質(zhì)，減少噪音: 機組啟動(dòng)過(guò)程中，鍋爐蒸發(fā)量大于汽機消耗量，在符合突降和甩負荷時(shí)，有大量蒸汽需要排出，多余的蒸汽若直接排在大氣中，不僅損失了工質(zhì)，而且對環(huán)境有很大的噪音污染，設置旁路系統，達到回收工質(zhì)和消除噪聲的目的［2］。

 

1． 2 高壓旁路構造現狀

某機組壓力變送器為進(jìn)口 CCI 產(chǎn)品，型號是HBSE160 － 250，閥門(mén)由閥芯閥桿組件、閥座、閥籠、閥蓋及密封件等組成，具體結構如圖 1 所示。

 

壓變內漏使得本應該進(jìn)入汽輪機做工的部分蒸汽沒(méi)能參與汽輪機高壓缸的做功，浪費了高品質(zhì)蒸汽，使得機組效率降低，煤耗升高，而且壓變內漏 還 會(huì ) 使 閥 后 管 道 溫 度 居 高 不 下 ( 400 ℃ 以上) ，威脅機組的安全穩定運行［3］，因此壓變內漏問(wèn)題急需解決。

 

2 壓力變送器內漏的原因分析

通過(guò)解體某電廠(chǎng)壓變閥內件及底口，并對閥內件的間隙測量和行程校對，分析得出此電廠(chǎng)壓變內漏的主要原因有以下兩點(diǎn):

( 1) 壓變采用平衡式結構，由于平衡閥芯上下腔通過(guò)貫穿閥芯的通孔相連，以此來(lái)平衡壓力，這種閥的優(yōu)點(diǎn)是執行器所需驅動(dòng)力小，開(kāi)關(guān)靈活，但是缺點(diǎn)就是閥門(mén)平衡密封圈一旦磨損就會(huì )導致閥門(mén)內漏量逐漸增大，閥門(mén)泄露等級較低，存在本質(zhì)上的內漏因素。

 

閥桿和流量套筒之間采用可以壓縮的石墨密封圈，在開(kāi)始的時(shí)候壓緊密封嚴密，隨著(zhù)來(lái)回動(dòng)作，會(huì )使密封圈磨損，當機組啟停次數多時(shí)，就會(huì )造成間隙超標影響密封性能，導致閥門(mén)從石墨密封圈間隙竄入閥芯上部從平衡孔直接進(jìn)入閥后，直接導致閥體內漏。

( 2) 由于限位桿( 如圖 2 所示) 連接部分出現松動(dòng)或行程調節時(shí)零位標記錯誤，導致閥門(mén)反饋出現負 偏 差，控 制 邏 輯 認 為 閥 門(mén) 過(guò) 關(guān) ( 實(shí) 際 零位) ，開(kāi)啟閥門(mén)導致閥門(mén)過(guò)流。

從機組啟動(dòng)后壓變閥后溫度曲線(xiàn)( 如圖 3 所示) 可以看到閥后溫度達到 450 ℃ ，經(jīng)過(guò)排查，閥門(mén)回裝并調整行程后在閥門(mén)啟閉過(guò)程中由于限位桿連接部分出現松動(dòng)導致閥門(mén)反饋出現負偏差，執行機構認為閥位在零位以下，所以開(kāi)始執行自動(dòng)調整將閥桿向上抬，恢復零位。此時(shí)執行機構所認為的零位實(shí)際是有開(kāi)度的，因此閥門(mén)并未完全關(guān)閉，導致蒸汽過(guò)流、閥后溫度驟升。

 

3 改進(jìn)方案的制定及實(shí)施效果

3． 1 壓變采用預啟閥芯

壓變閥芯結構主要分為平衡閥芯及非平衡閥芯。平衡閥芯上下腔通過(guò)貫穿閥芯的通孔相連，以此來(lái)平衡壓力，如圖 4 所示; 非平衡閥芯則是選用預啟閥芯的結構，并將平衡密封圈更換為導向脹圈，只起導向而不起密封作用，如圖 5 所示。

針對平衡閥芯和不平衡閥芯的優(yōu)缺點(diǎn)，選用預啟閥芯的結構解決內漏。預啟閥主閥是主要的控制介質(zhì)元件，其內部設置一個(gè)小預啟閥，通常情況下，主閥內件的蝶形彈簧將大、小閥芯推開(kāi)，此時(shí)閥芯上下腔室是連通的，即為平衡閥，所需執行力很小; 當閥門(mén)需要關(guān)閉時(shí)，主閥芯作為一個(gè)平衡閥shou先接觸底座，隨后預啟閥芯壓縮蝶簧再與小閥座接觸密封，這樣原平衡閥芯就變成了非平衡閥芯，上腔的壓力對閥芯產(chǎn)生巨大推力，促使閥門(mén)關(guān)閉的更嚴密，預啟閥芯結構特點(diǎn)是運行時(shí)為平衡閥芯，驅動(dòng)力小，關(guān)閉時(shí)變?yōu)榉瞧胶忾y芯，關(guān)斷嚴密。

 

3． 2 調整壓變零位

壓變以及類(lèi)似氣動(dòng)閥門(mén)檢修結束后調整行程完畢后請熱工調試人員手動(dòng)測試關(guān)位，保持氣缸向下作用力#大時(shí)閥桿不再向下活動(dòng)才可確認零位; 壓變以及類(lèi)似氣動(dòng)閥門(mén)檢修結束后調整行程時(shí)，在確定關(guān)位后務(wù)必將行程顯示調整為 3% －4% 開(kāi)度，使執行機構始終認為閥門(mén)未完全關(guān)閉到位，下氣缸始終保持排氣狀態(tài)而上氣缸保持進(jìn)氣狀態(tài)，使執行機構始終保持對閥桿向下的關(guān)力。

 

3． 3 實(shí)施效果

改造方案的具體實(shí)施，2018 年 8 月 21 日，對某電廠(chǎng) 640 MW 超臨界機組壓變閥進(jìn)行了改進(jìn)方案的實(shí)施工作，改造前后壓變閥后溫度曲線(xiàn)如圖6 － 7 所示。

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經(jīng)過(guò)效果確認，壓變多次開(kāi)關(guān)閥后溫度一直穩定在 250 ℃ 左右，在標準限值( 280 ℃ ) 以下，證明改造方案是有效可行的，成功消除了壓變內漏的問(wèn)題，也為同類(lèi)機組壓變內漏問(wèn)題的解決提供了有效參考。